曹成度

(中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司，湖北武漢 430063)

1 概述

信息化測繪體系建設(shè)是當(dāng)前測繪事業(yè)發(fā)展和地理信息資源共享的熱點(diǎn)問題。信息化測繪是在數(shù)字化測繪的基礎(chǔ)上，在完全網(wǎng)絡(luò)化運(yùn)行環(huán)境下，實(shí)時有效地向信息化社會提供地理信息綜合服務(wù)的測繪方式和功能形態(tài)。信息化測繪是我國測繪實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)測繪向數(shù)字化測繪轉(zhuǎn)化和跨越之后進(jìn)入的又一個新的發(fā)展階段，它代表著我國測繪在進(jìn)入新世紀(jì)后現(xiàn)代化建設(shè)總的戰(zhàn)略方向。

當(dāng)前主流攝影測量系統(tǒng)均為單機(jī)版形式，測繪數(shù)據(jù)的采集、觀測、處理、顯示、管理和應(yīng)用，以部門分離式和專業(yè)分工式的作業(yè)模式為主，以文件的形式作為信息載體，導(dǎo)致信息數(shù)據(jù)在共享、管理、存儲上產(chǎn)生多種問題。因此，根據(jù)信息化測繪的要求，對當(dāng)前的攝影測量系統(tǒng)進(jìn)行升級改造是十分必要的。本文提出結(jié)合攝影測量技術(shù)、CAD技術(shù)、GIS技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下開發(fā)制圖與建庫數(shù)據(jù)一體化生產(chǎn)與管理軟件平臺，實(shí)現(xiàn)作業(yè)任務(wù)智能分配、環(huán)節(jié)實(shí)時監(jiān)控、質(zhì)量嚴(yán)格控制及數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理。研究應(yīng)用表明，圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)能大大提高測繪數(shù)據(jù)生產(chǎn)和管理的效率，有效地改進(jìn)了傳統(tǒng)攝影測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)的作業(yè)模式。

2 基于AutoCAD Map3D的圖庫一體化解決方案

AutoCAD Map3D軟件是創(chuàng)建和管理空間數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)平臺。AutoCAD Map3D在CAD和GIS之間架起了一座橋梁，工程師和GIS人員可以使用相同的數(shù)據(jù)，而且可以將地理空間功能集成到同一環(huán)境中，從而優(yōu)化設(shè)計(jì)流程。Autodesk Map3D可以更輕松、更有效地創(chuàng)建和編輯地圖。這個優(yōu)勢加上功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)連接選項(xiàng)，使該軟件也成為了最佳的空間數(shù)據(jù)管理中心。此外，Autodesk Map3D還使速度和性能提高到了全新的級別，讓用戶獲得前所未有的工作效率。該軟件具有易于使用的模式創(chuàng)建、數(shù)據(jù)映射和批量加載工具，有助于用戶簡化管理來自多種來源的復(fù)雜的區(qū)域海量數(shù)據(jù)集。

2.1 基于AutoCAD Map3D的采編一體化

航空攝影測量采編一體化就是將攝影測量的數(shù)據(jù)采集與編輯技術(shù)擴(kuò)展到立體環(huán)境下，徹底改變過去數(shù)字?jǐn)z影測量作業(yè)過程中地物三維采集與編輯環(huán)境分立的流程定勢，把編輯環(huán)節(jié)的工作提前到立體環(huán)境下同時進(jìn)行，解決了采編分離所產(chǎn)生的各類問題，作業(yè)人員也不需要更換作業(yè)環(huán)節(jié)和作業(yè)習(xí)慣就能以原有的作業(yè)方式實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫的快速更新生產(chǎn)。

在AutoCAD Map3D的強(qiáng)大的編輯能力和開放性的支撐下，將立體測圖模塊與AutoCAD Map3D進(jìn)行無縫協(xié)同，實(shí)現(xiàn)通過立體測圖模塊采集觀測的數(shù)據(jù)實(shí)時按照相應(yīng)符號樣式顯示在AutoCAD Map3D中，在AutoCAD Map3D對要素編輯后實(shí)時反映到立體測圖模塊中(如圖1所示)。

圖1 采編一體化技術(shù)框圖

2.2 基于AutoCAD Map3D的出圖建庫一體化

出圖數(shù)據(jù)的核心問題在于圖面表示，即按照圖式要求對地理內(nèi)容進(jìn)行表達(dá)，出圖數(shù)據(jù)對屬性的表示有限，在制作出圖數(shù)據(jù)時通常會去掉一部分屬性，這樣就造成了地理信息的損失。唯有通過采用一體化數(shù)據(jù)生產(chǎn)平臺，首先生產(chǎn)出標(biāo)準(zhǔn)的建庫數(shù)據(jù)，再由軟件平臺根據(jù)不同要素的編碼屬性，結(jié)合不同比例尺的圖式要求，實(shí)現(xiàn)一鍵符號化，將表達(dá)地理地物實(shí)際情況的符號、線形和填充圖案等自動生成，制作成出圖數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)航空攝影測量出圖建庫一體化。

本文在AutoCAD Map3D上定制開發(fā)，利用Autodesk FDO作為空間數(shù)據(jù)庫訪問接口，設(shè)計(jì)了基于C/S模式的資源管理、定位和共享機(jī)制，在服務(wù)器端建立空間數(shù)據(jù)庫共享所有數(shù)據(jù)，管理員在服務(wù)端對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理?？梢愿淖円源蟹绞竭M(jìn)行圖紙、表格和文字互提資料等信息轉(zhuǎn)抄傳遞、效率低和共享性差的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了出圖建庫一體化(如圖2所示)。

圖2 圖庫一體化技術(shù)框圖

3 圖庫一體化數(shù)據(jù)生產(chǎn)模式設(shè)計(jì)

傳統(tǒng)的攝影測量管理體系是建立在自上而下監(jiān)督和自下而上匯報的基礎(chǔ)上的，需要大量人員之間的直接溝通。若中間任意環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都會導(dǎo)致項(xiàng)目的實(shí)施中斷甚至終止。而且一旦出現(xiàn)問題，往往很難明確責(zé)任。圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)依托計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)和工作流技術(shù)，建立了全新的數(shù)據(jù)生產(chǎn)模式。將數(shù)據(jù)生產(chǎn)和管理人員抽象成用戶，用戶的工作抽象成角色，通過系統(tǒng)為每個用戶分配相應(yīng)的角色，并利用數(shù)據(jù)庫全程記錄每個用戶的工作情況。使每個用戶只與數(shù)據(jù)庫打交道，從而避免了絕大部分的人員直接溝通，明確了每個人的責(zé)任，記錄了工作的過程，做到了有案可查。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)生產(chǎn)流程的自動控制，大大提高了數(shù)據(jù)生產(chǎn)效率，降低了管理成本。

3.1 用戶和角色管理

在一個組織或機(jī)構(gòu)內(nèi)部，具有某一資格的人才能承擔(dān)某項(xiàng)工作，而每一工作崗位也負(fù)有一定的責(zé)任，這就是崗位責(zé)任制。將這一思想引入到圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)中，形成基于用戶和角色的安全管理模式(如圖3所示)。用戶與角色是使用權(quán)限的基本單位，每個生產(chǎn)和管理人員作為一個用戶，將數(shù)據(jù)生產(chǎn)的流程分為若干個功能，每個功能對應(yīng)一個角色，一個用戶可以擁有多個角色。設(shè)計(jì)一個可視化的界面，根據(jù)用戶的崗位和工作內(nèi)容，分配其對應(yīng)的角色。用戶進(jìn)入系統(tǒng)時根據(jù)用戶的角色，系統(tǒng)加載該角色對應(yīng)的功能，用戶完成其本職工作，期間數(shù)據(jù)庫全程記錄用戶的工作情況，統(tǒng)籌整個工作進(jìn)度。

圖3 用戶和角色管理

3.2 工作流設(shè)計(jì)

為了使生產(chǎn)業(yè)務(wù)過程中的信息流和數(shù)據(jù)流能夠在不同人員間流動，對企業(yè)內(nèi)部資源進(jìn)行統(tǒng)一管理，將圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)為基于C/S的分布式系統(tǒng)，根據(jù)攝影測量數(shù)據(jù)生產(chǎn)的業(yè)務(wù)流程建立了工作流，其內(nèi)容如下:

①由管理員將所有的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)上傳到服務(wù)器上。

②由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人基于基礎(chǔ)測圖數(shù)據(jù)建立像對，并將像對分配到工程，工程分配到作業(yè)員。

③作業(yè)員領(lǐng)取項(xiàng)目的任務(wù)之后開始進(jìn)行立體測圖，其中間過程由審圖員進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)控，在每一個環(huán)節(jié)上面進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制。④所有的測圖成果達(dá)到精度要求之后即可入庫。其業(yè)務(wù)工作流如圖4所示。

圖4 業(yè)務(wù)工作流

整個過程由管理員、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人員、作業(yè)員、驗(yàn)收員分工協(xié)作，任何一個環(huán)節(jié)上面的進(jìn)度都可以實(shí)時查看。構(gòu)建了一個現(xiàn)代化的管理流程，使得整個項(xiàng)目順利進(jìn)行，極大地提高了工作效率。

4 系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用效果

基于以上原理，在廣泛調(diào)研當(dāng)前主流攝影測量系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院研發(fā)了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了作業(yè)管理一體化、采編一體化、測圖更新一體化、生產(chǎn)質(zhì)檢一體化和出圖建庫一體化。實(shí)際應(yīng)用表明，系統(tǒng)提高了作業(yè)效率一倍以上，大大精簡了業(yè)務(wù)流程，降低了管理成本，同時有效擴(kuò)展了業(yè)務(wù)范圍。系統(tǒng)界面如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)界面

5 結(jié)論

根據(jù)當(dāng)前信息化測繪的要求，提出了一種全新的數(shù)據(jù)生產(chǎn)與更新的作業(yè)模式，解決目前數(shù)據(jù)生產(chǎn)、數(shù)據(jù)更新中生產(chǎn)環(huán)節(jié)獨(dú)立、數(shù)據(jù)到應(yīng)用需經(jīng)過多步驟處理、存在大量冗余工作、效率低下的問題，保證數(shù)據(jù)快速更新、生產(chǎn)以及更好地后續(xù)利用。實(shí)現(xiàn)了作業(yè)管理一體化、采編一體化、測圖更新一體化、生產(chǎn)質(zhì)檢一體化、出圖建庫一體化。實(shí)際應(yīng)用表明，圖庫一體化攝影測量系統(tǒng)大大提高了作業(yè)效率，精簡了業(yè)務(wù)流程，擴(kuò)展了業(yè)務(wù)范圍，是基礎(chǔ)測繪地理信息數(shù)據(jù)生成和更新的一次創(chuàng)新。

［1］ 任怡．分布異構(gòu)環(huán)境中事務(wù)工作流技術(shù)的研究［D］．長沙:國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)，2005

［2］ 李峰．支持群體工作的工作流系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究［D］．北京:中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所，2001

［3］ 張紹華．網(wǎng)格工作流關(guān)鍵技術(shù)研究［D］．上海:復(fù)旦大學(xué)，2004

［4］ 周建濤，葉新銘．網(wǎng)格工作流及其關(guān)鍵技術(shù)研究綜述［J］．內(nèi)蒙古大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2008，39(5):581-588

［5］ 李珩，楊丹，方蔚濤，等．工作流管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究［J］．計(jì)算機(jī)科學(xué)，2008，35(8):293-296

［6］ 張祖勛，張劍清，張力．?dāng)?shù)字?jǐn)z影測量發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)［J］．武漢測繪科技大學(xué)學(xué)報，2000，25(1):7-11

［7］ 張祖勛．由數(shù)字?jǐn)z影測量的發(fā)展談信息化測繪［J］．武漢大學(xué)學(xué)報(信息科學(xué)版)，33(2):111-114

［8］ Cameron，Hardy．Stereo Images with Active Objects-Integrating Photogrammetry with an Object Database for Map Production［J］．ISPRS，1998，Commission II，Working Group II/2